MIT가 '최고 연구비'로 모신 30대 韓 교수, 뇌속 훤히 들여다 보며

머릿속을 훤히 들여다볼 수 있는 돋보기가 있으면 얼마나 좋을까. 미국 매사추세츠공과대(MIT)의 정광훈(鄭光勳·37) 교수가 꿈을 현실로 만들었다. 정 교수는 25일 국제 학술지 '네이처 바이오테크놀로지'에 "생쥐의 뇌를 투명하게 만들고 길이를 4배 이상 확대해 기존에 보기 어려운 작은 신경세포 연결까지 확인했다"고 밝혔다. 과학계는 신경세포의 연결망을 밝히는 뇌 지도 연구에 큰 도움을 줄 기술로 평가했다.

뇌가 불투명한 것은 지방이 빛을 반사하기 때문이다. 정 교수는 지방을 없애고 그 자리를 말랑말랑한 투명 물질인 하이드로겔로 채웠다. 그러자 신경세포를 이루는 단백질과 DNA가 원래 자리에서 하이드로겔이라는 투명 그물에 걸린 형태가 됐다. 정 교수는 스탠퍼드대 박사후연구원으로 있던 2013년 '네이처'지에 투명 뇌 기술을 처음 발표했다.

이번에는 투명 뇌의 확대에 성공했다. 화학물질로 신경세포의 단백질 복합체를 개별 단백질들로 분리했다. 그러자 하이드로겔도 팽창해 각각의 단백질들이 같은 간격으로 멀어졌다. 결국 생쥐의 투명한 뇌는 신경세포들의 연결 형태 그대로 길이가 4배 이상 커졌다. 정 교수는 "뇌를 투명하게 하는 것만으로는 해상도가 낮아 뇌 지도에는 적합하지 않았다"며 "확대한 투명 뇌는 섭씨 100도에서도 문제가 없고 여러 번 사용할 수 있어 뇌 지도 작성 속도를 크게 높일 수 있다"고 말했다.

정 교수는 서울대 화학공학과를 나와 미국 조지아공대에서 박사 학위를 받았다. 2013년 투명 뇌 연구는 사이언스지가 그 해 10대 연구 성과로 선정했다. 당시 MIT·프린스턴대·조지아공대 등 유명 대학들 사이에 그를 교수로 유치하려는 경쟁까지 벌어졌다. 정 교수는 신임 교수 연구비로 역대 최고액인 26억원을 내건 MIT로 갔다.

정 교수는 "병역특례 연구원 시절 헤어 젤 회사에서 하이드로겔을 다룬 게 10년 뒤 투명 뇌 연구의 토대가 됐다"고 말했다. 그때부터 늘 상용화를 염두에 두고 연구를 한다고 했다. 이미 투명 뇌 확대 기술을 상용화하기 위해 국내에 벤처기업도 설립했다. 정 교수는 "1990년대 인간 유전자 지도 연구가 지금 수십조 원의 유전자 분석 시장을 만들었듯, 우리 뇌 지도 연구도 미래 신산업을 만드는 것이 목표"라고 말했다.